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UNIVERSIDAD DE GRANADA FACULTAD DE CIENCIAS Departamento de Biología Animal y Ecología SELECCIÓN PARENTAL Y DIETA COMO ESTRATEGIAS DE ATENUACIÓN DEL ESTRÉS CRÓNICO EN LA TRUCHA Oncorhynchus mykiss (Walbaum, 1792) Cristina Trenzado Romero TESIS DOCTORAL Granada, 2004

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  • UNIVERSIDAD DE GRANADA FACULTAD DE CIENCIAS

    Departamento de Biología Animal y Ecología

    SELECCIÓN PARENTAL Y DIETA COMO

    ESTRATEGIAS DE ATENUACIÓN DEL

    ESTRÉS CRÓNICO EN LA TRUCHA

    Oncorhynchus mykiss (Walbaum, 1792)

    Cristina Trenzado Romero

    TESIS DOCTORAL

    Granada, 2004

  • Editor: Editorial de la Universidad de GranadaAutor: Cristina Elena Trenzado RomeroD.L.: Gr. 117- 2008ISBN: 978-84-338-4757-7

  • SELECCIÓN PARENTAL Y DIETA COMO ESTRATEGIAS

    DE ATENUACIÓN DEL ESTRÉS CRÓNICO EN LA

    TRUCHA Oncorhynchus mykiss (Walbaum 1792)

    Memoria para optar al grado de Doctor en Ciencias Biológicas presentada por la

    licenciada:

    Dª Cristina Trenzado Romero

    DIRECTORES DEL TRABAJO:

    Prof. Dr. D. Manuel de la Higuera González Dra. Dª. Amalia E. Morales Hernández

    LA ASPIRANTE:

    Lda. Dª. Cristina Trenzado Romero

  • Los trabajos de investigación que se recogen en la presente memoria se han

    llevado a cabo gracias al apoyo económico del proyecto de investigación titulado:

    “Selective Breeding for stress Tolerance in Aquacultured Fish” FAIR-CT95-0152,

    financiado por la Comisión Europea.

    Los trabajos de investigación que se exponen en esta memoria han sido realizados

    en la Unidad de Fisiología Animal del Departamento de Biología Animal y Ecología de

    la Universidad de Granada.

    Asimismo, algunos de los resultados recogidos en esta memoria han sido

    presentados en:

    - VIII Internacional Symposium of Nutrition and Feeding of Fish. Las Palmas

    de Gran Canaria, Spain, 1998.

    - IX Congreso Nacional de Acuicultura, Cádiz, 2003.

  • Cuando se inicia un trabajo, sea cual sea, lo importante es contar con unos buenos cimientos y que el

    material utilizado sea de la mayor calidad posible; cada pieza, por pequeña que sea, cumple una función

    imprescindible para obtener un buen resultado. En este caso, me puedo considerar afortunada de que este proyecto

    haya contado con esos “ingredientes” a los que debo mi agradecimiento:

    Me gustaría agradecer a los Dres. Manuel de la Higuera González y Amalia E. Morales Hernández que me

    brindaran la posibilidad de realizar este trabajo bajo su dirección y sobre todo, su disponibilidad y paciencia a lo

    largo de todo este tiempo.

    A Pablo y Manuel Medina, de Piscifactorías Andaluzas (Loja, Granada) por haber facilitado, de manera

    desinteresada, los animales utilizados en los ensayos.

    A D. José Linares, de la casa Koipe, por haber aportado información necesaria en la búsqueda de fuentes

    lipídicas adecuadas para la elaboración de las dietas.

    A los Dres. Ramón Carmona y Mª del Valle Ostos, por su inestimable ayuda y colaboración en toda la

    parte de histología de este trabajo.

    Al Dr. José M. Palma por haber querido compartir sus amplios conocimientos en el “metabolismo de

    especies de oxígeno reactivo” de una manera tan desinteresada y por ser tan infinitamente paciente en todo lo que

    se refiere a las electroforesis.

    Al Dr. Juan B. Barroso, por su colaboración con los análisis de la iNOS y poner a nuestra disposición

    información sobre el tema.

    Al Dr. Manuel García Gallego, mi tutor de doctorado, orientador en mis inicios como alumna interna,

    profesor de fisiología animal, consejero en temas de ácidos grasos, distribuidor de programas informáticos (y algún

    que otro ordenador y monitor…), “solucionador” de problemas en general…..y sobre todo una buenísima persona.

  • A la Dra. Ana Sanz Rus, por su disponibilidad en todo momento para solucionar cualquier cosa, científica o

    del alma. Por ser todo espíritu y empatía.

    A la Dra. Mary Carmen Hidalgo, por todo su apoyo mostrado resolviendo mis innumerables dudas en

    toda la parte experimental de la tesis, ya se que soy muy preguntona…pero es que no lo puedo evitar.

    A los Dres. Gabriel Cardenete, Laura García, Félix Hidalgo y Eugenio Martín, por su amistad, siempre ha

    habido un momento en que vuestra presencia ha sido esencial.

    A José Antonio y Manolo (viernes), siempre dispuestos a prestar material, poner un sello, hacer una

    fotocopia o dar un abrazo. Los más nombrados en todas las tesis….por algo será. Sois una pareja insustituible.

    Al Dr. Tom Pottinger y a Tobby Carrick, por haberme dado la posibilidad de conocer otra forma de

    investigar, gracias por tener plena confianza en mí desde el primer momento y por vuestra paciencia con mi

    “perfecto” inglés.

    A la gente del Dpto. de Bioquímica y Biología Molecular, mi segundo departamento, por poner a mi

    disposición tantísimas cosas que me han hecho falta en un momento dado (hielo picado, congelador de -80 ºC,

    centrífuga, etc.). Al Dr. José A. Lupiáñez (siempre con una sonrisa amable), Mónica (por su eficiencia en los comienzos

    de nuestro experimento compartiendo animales), también a María y Loli.

    No quiero olvidar a Rafa y Juan de mantenimiento, muchísimas gracias por acudir a solucionar los

    problemas del “sótano”. Habéis sido imprescindibles. En serio.

    A Alí, nuestro flamante doctor. Muchísimas gracias por tu dedicación y ayuda con algunas técnicas de estrés

    oxidativo, y por abrir de vez en cuanto “el cofre de los tesoros” para prestar algún material que he necesitado.

    A Fernando, Ferni, Fernandito……..ponga lo que ponga sigue siendo igual de buena persona. Gracias por

    esas magníficas disecciones (“ver Imagen IV. 1”) y por tu infinita paciencia con mis dudas y cuestiones metafísicas,

    espero no haberte causado una úlcera de estómago.

  • A Rosa, el hecho de estar en el mismo departamento ha sido la excusa perfecta para encontrar a una

    amiga como tu, tantas horas de dietas y análisis compartidas y desinteresadas, tantos buenos y menos buenos

    momentos…muchísimas gracias Rous, por ser simplemente tú.

    A Ana “la portuguesa”, muchísimas gracias por ser mi otra mitad en el segundo ensayo, desde el

    mantenimiento de animales (tan esclavo!) hasta la parte analítca. No lo olvido.

    A Andrea (del Perú), Beta, Carmen, Manolo Peula, Paco, Pelayo, siempre dispuestos a ayudar haciendo

    dietas, análisis de composición, las fotos de los peces….lo que fuera…. También a María, José Ignacio, Miriam y

    Ana Belén, por su ayuda en la última etapa de los análisis.

    No quiero olvidar a Amalia, por ayudarme tantísimo con los últimos análisis de estrés oxidativo, por todo

    lo que se refiere a cuestiones informáticas, creo que estas líneas no son suficientes para agradecerte todo lo que me

    has ayudado.

    A Laura, pieza clave en los análisis de ácidos grasos, gracias por estar a mi lado mientras “descubríamos”

    la técnica de extracción de lípidos. No olvido tu ayuda en los últimos análisis de los aceites de las dietas.

    A mis amigas de biológicas, a Marisa (por tener siempre la cámara de fotos preparada), a Estefanía por

    estar siempre ahí (como las estrellas).

    A mis hermanos Ali y Ché y a mis primos y tíos. A Jose, por valorar tanto el trabajo que he hecho, por

    haberte quitado tantas horas… Gracias por tu apoyo en los momentos más difíciles. A Nelly, mi madre, por

    haberme dado el privilegio de vivir 30 años al lado de alguien tan especial como ella…aprendiendo de tí. A mi

    padre, ya sabes toda la ayuda que me has prestado y la paciencia que has tenido conmigo. Gracias por estar a mi

    lado.

    Después de estos años de trabajo uno se da cuenta del valor de estar rodeado de buena gente.

  • A Nelly y Manolo, mis padres

    A Jose

  • ÍNDICE DE ABREVIATURAS Aa: Aminoácido. AAT: Alanina aminotransferasa. ACTH: Hormona adenocorticotropina. ADN: Ácido desoxiribonucleico. ADP: Adenosín difosfato. AGE: Ácidos grasos esenciales. AMP: Adenosín monofosfato. ANF: Factor atrial natriurético ANOVA: Análisis de la varianza. ARN: Ácido ribonucleico. ATP: Adenosín trifosfato. AVT: Arginina vasotocina. BHT: 2,6-Di-tert-butil-4-metilfenol. C: Grupo de truchas control. CAT: Catalasa. CEC: Coeficiente de eficacia en el crecimiento. Cit. C: Citrocromo C. CCMH: Concentración corpuscular media de hemoglobina. CO2: Dióxido de carbono. CoQ: Coenzima Q. CRH: Hormona liberadora de corticotropina. CS: Citrato sintasa. CT: Colesterol total. CTE: Cadena de transporte electrónico. CV: Coeficiente de variación. DHA: Ácido docosahexanoico. DHAP: Dihidroxiacetona fosfato. DTNB: 5,5’-Ditio-bis-2-acido nitrobenzoico. DTT: Ditiotreitol. EA: Eficacia alimentaria. EDTA: Ácido Etilen diamino tetracético. eNOS: Óxido nítrico sintasa endotelial. EPA: Ácido eicosapentanoico. FAD: Flavín adenín dinucleótido. FBPasa: Fructosa bisfosfatasa. FC: Factor de condición.

  • FE: Energía perdida en heces. GAS: Síndrome de adaptación general. GDH: Glutamato deshidrogenasa. GDP: Guanosín difosfato. GE: Energía bruta del alimento ingerido. GH: Hormona del crecimiento. GK: Glicerol quinasa. GOT: Glutamato/oxalacetato transaminasa. GTP:Guanosín trifosfato. G6Pasa: Glucosa 6-fosfatasa. GPasa: Glucógeno fosforilasa. GSasa: Glucógeno sintetasa. G3PDH: Glicerol 3-fosfato deshidrogenasa. G6PDH: Glucosa 6-fosfato deshidrogenasa. GPX: Glutation peroxidasa. GPO: Glicerol fosfato oxidasa. GR: Glutation reductasa. GSH: Glutation reducido. GSSG: Gutation en su forma oxidada. Hb: Hemoglobina HCM: Hemoglobina corpuscular media. HDL: Lipoproteínas de alta densidad. HHI: Eje hipotálmo-hipófisis-tejido interrenal. HK: Hexoquinasa. HO2•: Radical hidroperoxilo. H2O2: Peróxido de hidrógeno. HOAD: Hidroxiacil Coenzima A deshidrogenasa. HOCl: Ácido hipocloroso. HR: Truchas con alta respuesta de estrés. HSP: Proteínas de choque térmico. HUFAs: Ácidos grasos altamente insaturados. ICA: Índice de conversión del alimento. IDH: Isocitrato deshidrogenasa. IGF-1: Factor de crecimiento insulínico tipo 1. IgM: Inmunoglobulina M. IHS: Índice hepatosomático. iNOS: Óxido nítrico sintasa inducible. Km: Constante de Michaelis de una enzima.

  • αKG: α−cetoglutarato. LDH: Lactato deshidrogenasa. LDL: Lipoproteínas de baja densidad. LPL: Lipoprotein lipasa. LR: Grupo de truchas con baja respuesta de estrés. MCH: Hormona concentradora de melanina. MDA: Malondialdehído. MDH: Malato deshidrogenasa. ME: Energía metabolizable. MELN: Material extractivo libre de nitrógeno. MEm: Energía metabolizable para el mantenimiento. MEp: Energía metabolizable para síntesis. MSH: Hormona melanotrofina. MUFAs: Ácidos grasos monoinsaturados. NAD: Nicotín adenín dinucleótido. NADP: Nicotín adenín dinucleótido fosfato. NH3: Amoniaco. NO•: Óxido nítrico. NO2• −: Dióxido de nitrógeno. NOS: Óxido nítrico sintasa. nNOS: Óxido nítrico sintasa neuronal. NBT: Nitro blue tetrazolium. O2: Oxígeno molecular. O2• −: Radical superóxido. 1O2: Oxígeno singlete. O3: Ozono. OCl−: Ión hipoclorito. •OH: Radical hidroxilo.

    11β-OHA: 11beta-hidroxyandostenediona. ONOO• −: Peroxinitrito. OAA: Oxalacetato. PAGE: Electroforesis en gel de poliacrilamida. PC: Piruvato carboxilasa. PDH: Piruvato deshidrogenasa. PEP: Fosfoenolpiruvato. PEPCK: Fosfoenol piruvato carboxiquinasa. PFK: Fosfofructo quinasa. 6PG: 6-Fosfogluconato.

  • 6PGDH: 6-Fosfogluconato deshidrogenasa. PGI: Fosfoglucosa isomerasa. PGM: Fosfoglucomutasa. PI: Fosfatidil inositol. PK: Piruvato quinasa. PO2: Presión de oxígeno. POD: Peroxidasa. PPV: Valor productivo de la proteína. PUFAs: Ácidos grasos poliinsaturados. PVDF: Polivinil difluoruro. RO•: Radical alcoxilo. RO2•: Radical peroxilo. ROS: Especies de oxígeno reactivo. RNS: Especies de nitrógeno reactivo. SAFAs: Ácidos grasos saturados. SDS: Dodecil sulfato sodico. sf / ss: Sustancia fresca / sustancia seca SOD: Superóxido dismutasa. T3: Triyodotironina. T4: Tiroxina. TAT: Tirosina aminotransferasa. TBA: Ácido tiobarbitúrico TCA: Ácido Tricloroacético. TCI: Tasa de crecimiento instantáneo. TEMED: Teramilen-etilen-diamina. TG: Triglicéridos. TPI: Triosa fosfato isomerasa. Tris: Tris(hidroximetil aminometano). UDP: Uridín difosfato. UE: Energía perdida en orina. UQ: Ubiquinona / Coenzima Q. UQH2: Ubiquinol / Coenzima Q reducido. UTP: Uridín trifosfato. VCM: Volumen corpuscular medio. VíaPP: Vía de las pentosas fosfato. VLDL: Lipoproteínas de muy baja densidad. Vss / Vmax: Velocidad subsaturante / velocidad máxima. XOD: Xantina oxidasa.

  • ÍNDICE

    I. OBJETO .…….………………………………………………………………………………………………… 1 II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ..….………………………………………………………………………. 7

    1. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................................... 9

    2. AGENTES ESTRESANTES ASOCIADOS AL CULTIVO INTENSIVO ……………………………………….. 11 2.1. Densidad de peces ……………………………………………………………………………………….. 12

    3. ETAPAS DE LA RESPUESTA DE ESTRÉS …………………………………………………………….…… 15

    3.1. Respuesta primaria …….…….….….….….…….….…….…………………………………………….. 18

    3.1.1. Papel de las calecolaminas ………………….….…….…………………….…..…....... 18 3.1.2. Papel de los corticoides …………………………………………………………..…….... 21 3.1.3. Interación entre cortisol y catecolaminas …………………………………………..…… 30 3.1.4. Otras respuestas endocrinas asociadas al estrés ………………………….………… 31

    3.2. Respuesta secundaria ………………………………………………………………………………….. 32

    3.2.1. Alteraciones fisiológicas y hematológicas ………………………………….…………..... 32

  • Índice

    II

    3.2.2. Alteraciones metabólicas ……………………………………………………………… 35 3.2.2.1. Activación de la glucogenolisis …………………………………………… 35 3.2.2.2. Activación del metabolismo central ………………………………………. 37 3.2.3. Factores que pueden modificar la respuesta secundaria de estrés ……………… 46 3.3. Respuesta terciaria ………………………………………………………………………………… 49 3.3.1. Crecimiento ……………………………………………………………………………... 50

    3.3.1.1. Efecto de la respuesta de estrés sobre las hormonas que controlan el crecimiento ……………………………………………………………........... 51

    3.3.1.2. Efecto de la respuesta de estrés sobre algunos índices nutricionales y de crecimiento …………………………………………………………………... 55

    3.3.1.3. Establecimiento de jerarquías entre individuos y efectos sobre el crecimiento …………………………………………………………………… 60

    3.3.2. Respuesta inmune …………………………………………………………………….. 62 3.3.3. Reproducción …………………………………………………………………………… 63

    4. PAPEL DE LOS HUFAS COMO ÁCIDOS GRASOS ESENCIALES EN LOS PECES …………………… 64 4.1. Síntesis y necesidades de HUFAS ……………………………………………………………… 65 4.2. Influencia de la dieta en la composición corporal de ácidos grasos ………………………… 67 4.3. ¿A qué se debe la importancia de los HUFAS? .................................................................. 69 4.4. Susceptibilidad a la oxidación en los HUFAS …………………………………………………. 71 4.5. Patologías y síndromes asociados a la carencia de HUFAS ……………………………….. 71

    5. IMPORTANCIA DE LAS VITAMINAS E Y C EN EL CRECIMIENTO Y DESARROLLO DE LOS PECES …………………………………………………………………………………………………………. 73 5.1. Vitamina E …………………………………………………………………………………………. 73 5.2. Vitamina C …………………………………………………………………………………………. 75 6. EL ESTRÉS OXIDATIVO …………………………………………………………………………………….. 76 6.1. Aspectos generales ………………………………………………………………………………. 77

    6.1.1. Radicales libres ………………………………………………………………………. 77 6.1.2. Metales de transición ………………………….…………………………………….. 79 6.1.3. Origen de los radicales libres ………………………………………………………… 80 6.1.4. Defensas antioxidantes………………………………………………………………….. 83 6.1.4.1. Moléculas antioxidantes …………………………………………………... 83 6.1.4.2. Enzimas antioxidantes …………………………………………………….. 86 6.1.5. Peroxidación lipidica …………………………………………………………………… 91 6.1.6. Daños causados a biomoléculas ……………………………………………………... 94

  • Índice

    III

    6.1.7. Sistemas reparadores …………………………………………………………………. 95 6.2. Factores que afectan a la respuesta antioxidante en peces …………………………………. 95 6.2.1. Tasa metabólica y consumo de O2 …………………………………………………… 95 6.2.2. Influencia de agentes contaminantes …………………………………………….. 97 6.2.3. Influencia de la composición de la dieta …………………………………………….. 99

    7. ESTRATEGIAS QUE TIENDEN A PALIAR LOS EFECTOS DE LOS AGENTES ESTRESANTES EN EL CULTIVO INTENSIVO …………………………………………………………… 103

    7.1. Selección de razas con una respuesta de estrés atenuada ………………………………… 103 7.2. Elaboración de dietas suplementadas con HUFAS y vitaminas E y C …………………….. 107

    III. MATERIAL Y MÉTODOS …………………………………………………………………………. 111

    1. DISEÑO EXPERIMENTAL ………………………………………………………………………………… 113 1.1. ENSAYO 1: Efecto de la densidad de peces en truchas arco iris con diferente grado de respuesta de estrés ……………………………………………………. 113

    1.2. ENSAYO 2: Efecto de la densidad de peces en truchas arco iris con diferente disponibilidad de HUFAs y de vitaminas E y C en la dieta ……………………………………. 114

    2. ANIMALES Y MANTENIMIENTO ……………………………………………….………………………... 117 2.1. Acuario experimental ………………………………………………………………………........... 118

    3. ALIMENTACIÓN ………………………………………………………………..…………………………... 119 3.1. Dietas experimentales …………………………………………………………………………….. 119

    4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ………………………………………………………………………. 125

    4.1. Control de peso e ingesta ……………………………………………………………………….. .. 125 4.2. Toma de muestras …………………………………………………………………………………. 126 4.2.1. Análisis de composición ……………………………………………………………….. 126 4.2.2. Preparaciones histológicas …………………………………………………………… 126 4.2.3. Toma de muestras de sangre …………………………………………………………. 127 4.2.4. Toma de muestras de tejidos ………………………………………………………….. 128

    5. MÉTODOS ANALÍTICOS …………………………………………………………………………………. 129

    5.1. Composición ……………………………………………………………………………………….. 129 5.1.1. Humedad ……………………………………………………………………………….. 129 5.1.2. Cenizas ………………………………………………………………………………… 129

  • Índice

    IV

    5.1.3. Lípidos ………………………………………………………………………. 129 5.1.4. Proteina ……………………………………………………………...……… 130 5.1.5. MELN ………………………………………………………………………… 130 5.2. Tratamiento histológico de las muestras …………………………………………….. 130 5.3. Determinación de la composición de ácidos grasos ………………………………… 131 5.4. Parámetros hematológicos …………………………………………………………….. 132 5.4.1. Hematocrito ………………………………………………………………….. 132 5.4.2. Hemoglobina ………………………………………………………………... 132 5.4.3. Recuento de glóbulos rojos ………………………………………………... 133 5.4.4. Índices hematológicos ……………………………………………………… 133 5.5. Determinación de los niveles cortisol plasmático …………………………………... 134 5.6. Determinación de la glucosa plasmática …………………………………………….. 134 5.7. Determinación del glucógeno tisular …………………………………………………. 135 5.8. Cuantificación de proteínas solubles ……………………………………………....... 136 5.9. Determinación de lípidos plasmáticos ……………………………………………….. 138 5.9.1. Lípidos totales ……………………………………………………………….. 138 5.9.2. Triglicéridos ………………………………………………………..………… 138 5.9.3. Colesterol total ………………………………………………………………. 139 5.9.4. Colesterol HDL y LDL ………………………………………………………. 139 5.10. Determinación de la actividad de enzimas pertenecientes al Metabolismo intermediario ……………………………………………………………………............. 140 5.10.1. Fosfofructoquinasa (PFK) ………………………………………………….. 140 5.10.2. Piruvato quinasa (PK) ……………………………………………………... 142 5.10.3. Fructosa 1,6-bisfosfatasa (FBPasa) ………………………………………. 143 5.10.4. Alanina aminotransferasa (AAT) …………………………………………... 145 5.10.5. Glucosa 6-P deshidrogenasa (G6PDH) …………………………………... 147 5.10.6. Cálculo de actividades enzimáticas ……………………………………..… 148 5.11. Determinación de la actividad de enzimas asociadas al Metabolismo de especies de oxígeno y nitrógeno reactivo ……………………………………….. 149 5.11.1. Catalasa (CAT) ……………………………………………………………… 149 5.11.2. Glutation peroxidasa (GPX) ………………………………………………. 150 5.11.3. Glutation reductasa (GR) …………………………………………………... 152 5.11.4. Superóxido dismutasa (SOD) ……………………………………………... 153

  • Índice

    V

    5.11.5 Niveles de peroxidación lipídica …………………………………………... 158 5.11.6. Detección inmunoelectroforética de proteínas asociadas a la enzima Óxido nítrico sintasa (NOS) ………………………………..… 160 5.12. Índices biológicos ………………………………………………………………………. 161 5.12.1. Crecimiento y eficacia alimentaria …………………………………….…… 161 5.12.2. Utilización de la proteína …………………………………………….......... 161 5.12.3. Índices biométricos …………………………………………………………. 163 5.13. Tratamiento estadístico ………………………………………………………………... 163

    IV. RESULTADOS ………………………………………………………..……………………….. 165

    1. ENSAYO 1 ………………………………………………………………………………………...… 167

    1.1. Crecimiento, ingesta e índices nutricionales …………………………………………. 167 1.2. Longitud e índices biométricos ……………………………………………………….. 170 1.3. Composición corporal ………………………………………………………….……….. 172 1.4. Parámetros hematológicos ……………………………………………………….….... 174 1.5. Glucosa plasmática y glucógeno hepático …………………………………….…….. 175 1.6. Metabolismo intermediario ……………………………………………………….……. 176

    2. ENSAYO 2 …………………………………………………………………………………..…….… 178

    2.1. Crecimiento, ingesta, índices nutricionales y mortalidad ………………..…………. 178 2.2. Longitud e índices biométricos ……………………………………………………….. 181 2.3. Dispersión de peso ……………………………………………………………………... 183 2.4. Composición corporal ………………………………………………………………….. 186 2.5. Porcentaje de lípidos y ácidos grasos en hígado y músculo ……………………… 188 2.6. Alteraciones y lesiones macroscópicas ………………………………………….…… 197 2.7. Estudio histológico de hígado y branquias ………………………………….……….. 199

    2.7.1. Hígado …………………………………………………………………………… 199 2.7.2. Branquias ………………………………………………………………………... 203

    2.8. Parámetros hematológicos …………………………………………………………… 205 2.9. Parámetros plasmáticos y glucógeno tisular ……………………………………….. 210 2.10. Lípidos plasmáticos ……………………………………………………………….…… 215

  • Índice

    VI

    2.11. Metabolismo de especies de oxígeno reactivo (ROS) ……………………………. 220 2.11.1. Actividad de enzimas antioxidantes y niveles de MDA ……………...... 220 2.11.2. Formas isoenzimáticas de la SOD en geles de poliacrilamida ………. 237 2.12. Metabolismo de especies de nitrógeno reactivo (RNS) …………………………... 241

    V. DISCUSIÓN ……………………………………………………………………………..……… 243

    1. ENSAYO 1 ……………………………………………….…………………………………...……. 245

    1.1. Efecto sobre el crecimiento y la utilización nutritiva de la dieta ….…….…….….. 245 1.2. Efecto sobre determinados parámetros hematológicos y el metabolismo

    intermediario …………………………………………………………………….......… 250 2. ENSAYO 2 …………………………………………………………….……………………….….. 257

    2.1. Efecto sobre el crecimiento y la utilización nutritiva de la dieta……………………… 257 2.2. Estudio histológico sobre el efecto de las diferentes dietas experimentales en hígado y branquias de trucha arco iris……………………………………………… 269 2.3. Efecto sobre parámetros e índices hematológicos……………………………………. 273 2.4. Efecto sobre determinados parámetros plasmáticos y glucógeno tisular………….. .281 2.5. Efecto sobre el metabolismo de especies de oxígeno reactivo……………………… 289 2.6. Influencia sobre la actividad iNOS en hígado…………………………………………. 308

    VI. CONCLUSIONES ………………………………………………………………………...….... 313

    VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................... 317

  • I.- OBJETO

  • I.- Objeto

    3

    Existe un interés creciente por el bienestar de los animales de granja. Grupos de

    presión a favor del bienestar de los animales han sugerido que muchas de las prácticas

    actuales comprometen dicho bienestar. Anticipándose al creciente interés público por el

    tema, el Consejo Europeo viene dando recomendaciones específicas para la protección

    de los peces cultivados, reconociendo la importancia de la producción ética, entre otras

    razones, para que el consumidor perciba un producto de calidad. En un reciente informe

    elevado al Consejo Europeo se subraya la densidad de las poblaciones cultivadas como

    un asunto prioritario y se recomienda una legislación adecuada que las limite para

    asegurar un adecuado bienestar de los animales.

    El concepto de bienestar es de difícil definición pero, en términos generales, se

    refiere a la calidad de vida, el estado físico y mental del animal con relación a su

    ambiente. Una legislación adecuada debería evitar el sufrimiento y la mala adaptación a

    las condiciones de producción. Es un hecho admitido que los peces pueden

    experimentar una respuesta de estrés y que, independientemente de que lleguen o no a

    un estado de sufrimiento, el estado de bienestar puede ser detectado por alteraciones

    más o menos sensibles del funcionamiento normal del organismo. La dificultad está en

    establecer la escala entre un estado de bienestar pobre y optimo, entre aceptable e

    inaceptable, y obrar en consecuencia.

    El estrés es un componente ambiental inevitable en la producción piscícola. Esto

    es así, fundamentalmente, porque las prácticas habituales de piscifactoría están, de

    necesidad, en compromiso con las exigencias económicas de la producción a gran

    escala. En las actividades de cultivo los peces están repetidamente expuestos a

    situaciones de estrés agudo (manejo, transporte, tratamientos profilácticos, etc.) y, en

    muchos casos, a un estrés crónico o continuado que es fruto de las altas densidades de

    producción. Esta situación, habitual en las piscifactorías, por exigencias de tipo

    económico, da lugar a toda una serie de situaciones interrelacionadas que agudizan y

    mantienen las condiciones estresantes. Entre ellas, se podrían citar la disminución de la

    calidad del agua y disponibilidad de oxígeno (solucionada en muchos casos por el

    suministro externo), la competencia por el alimento, el establecimiento de jerarquías de

    dominancia y sumisión, la mayor incidencia y posibilidad de transmisión de patologías,

  • I.- Objeto

    4

    etc. Las condiciones de un cultivo son especialmente inadecuadas para peces que son

    territoriales o solitarios en condiciones naturales, como algunos salmónidos, en los que

    las interacciones agonísticas pueden ser particularmente estresantes.

    La respuesta fisiológica de los peces a un estímulo de estrés es adaptativa e

    inespecífica, básicamente neuroendocrina, que pondrá en marcha una cascada de

    acontecimientos fisiológicos y metabólicos necesarios para hacer frente a la situación

    adversa. Cuando los peces están expuestos a un desafío crónicamente repetido, la

    respuesta de estrés deja de ser adaptativa para transformarse en maladaptativa. En tales

    circunstancias extremas, los mecanismos de respuesta, forzados al límite, se traducen en

    efectos negativos sobre el crecimiento, reproducción, respuesta inmune, calidad del

    músculo como producto final de consumo, etc. En términos generales, se podría decir

    que la domesticación entendida, de acuerdo con Price (1984), como “ el proceso por el

    cual una población de animales se adapta a la cautividad impuesta por los humanos,

    gracias a la combinación de la selección de cambios genéticos a lo largo de

    generaciones y el desarrollo de adaptaciones inducidas por el ambiente que se repiten

    en cada generación”, no ha avanzado tanto con los peces cultivados como con otras

    especies ganaderas.

    Como indicador de una situación de estrés agudo se emplea habitualmente el

    nivel plasmático de cortisol; sin embargo, en condiciones de estrés crónico, como las

    que puedan darse en determinadas circunstancias de cultivo, puede llegar a producirse

    una adaptación al estrés en la que el número de receptores para la hormona, y no las

    concentraciones plasmáticas de cortisol, sea el mecanismo íntimo que subyace en la

    respuesta de estrés. En este sentido, pruebas realizadas por la doctoranda en el Centre

    for Ecology and Hydrology del Reino Unido parecen indicar que, a largo plazo, la

    modificación del número de receptores, más que los niveles de cortisol, forma parte de

    la respuesta adaptativa de la trucha al estrés crónico, al menos cuando los individuos

    parentales han sido seleccionados por su alta o baja respuesta al estrés agudo en función

    de los niveles plasmáticos de cortisol.

  • I.- Objeto

    5

    De entre los aspectos que, en último término, pueden verse más afectados por

    una situación crónica de estrés, el crecimiento es el más relevante, al menos desde el

    punto de vista práctico. El estrés inhibe el crecimiento al ejercer efectos metabólicos

    concretos (aumento del consumo de oxígeno para obtención de energía, aumento de la

    glucemia por movilización del glucógeno y activación de la gluconeogénesis, aumento

    de las disponibilidades de aminoácidos libres por inhibición de la síntesis de proteínas

    y/o activación de su catabolismo, aumento de la actividad transaminásica, etc.) y afectar

    los mecanismos endocrinos que regulan el crecimiento. El mayor consumo de oxígeno

    tiende a generar mayor cantidad de especies derivadas del oxígeno, muy reactivas, que

    desembocan en una situación de estrés oxidativo que se sumaría a los efectos generales

    de la respuesta de estrés.

    Ya que el estrés es un componente ambiental inevitable en los cultivos a gran

    escala con alta densidad de peces, se planteó un proyecto coordinado, del que formamos

    parte con otros grupos europeos (FAIR nº CT95-0152), con el objetivo de investigar la

    posibilidad de que la capacidad de respuesta a situaciones estresantes de carácter

    crónico tenga un componente genético seleccionable. En este sentido, parte de este

    trabajo tiene por objeto investigar esta posibilidad. La obtención de líneas parentales

    con diferente respuesta al estrés podría dar lugar a generaciones en las que la mayor

    tolerancia de los peces, por disminución de los efectos indeseables del estrés crónico,

    supondría una ventaja respecto a los de menor tolerancia que daría lugar, en último

    término, a una mejora cualitativa de resultados en las explotaciones acuícolas.

    Otra vía alternativa de actuación, dirigida a reducir las consecuencias negativas

    de una situación de estrés crónico, surge de la existencia de pruebas experimentales que

    sustentan la posibilidad de que algunos nutrientes actúen mejorando la respuesta de los

    peces a determinados agentes estresantes habituales en acuicultura. Este es el caso de

    los HUFA n-3 y de las vitaminas C y E que aumentan la resistencia a determinadas

    enfermedades y mejoran la tolerancia a determinadas situaciones de estrés como la

    hipoxia. Por otra parte, la vitamina E es el principal antioxidante liposoluble de las

    membranas celulares, protegiendo de la oxidación a los lípidos de membrana. Los

    tejidos de los peces tienen altas concentraciones de ácidos grasos poliinsaturados que

  • I.- Objeto

    6

    son vulnerables a la peroxidación lipídica, como mecanismo antioxidante la vitamina E

    parece interaccionar sinérgicamente con la vitamina C.

    La selección de un carácter heredable de baja respuesta al estrés y la

    potenciación de la capacidad antioxidante de la dieta, como líneas de actuación para

    aliviar las consecuencias del estrés crónico por alta densidad de peces, han sido los

    objetivos fundamentales que justifican la realización de este trabajo.

  • II.- REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

  • II.- Revisión Bibliográfica

    9

    1. INTRODUCCIÓN

    Uno de los principales objetivos de los estudios de crecimiento y desarrollo en

    cultivo de peces es la búsqueda de aquellas situaciones que favorezcan una mejora en las

    condiciones de cría, encaminadas a la obtención de una producción óptima y una mejor

    calidad del producto.

    Actualmente, podemos considerar que existen dos tipos de cultivo:

    Cultivo extensivo

    En él, las condiciones de mantenimiento de los animales son similares a las

    naturales. El agua es el medio que les provee de organismos que les sirven de alimento, es

    el espacio físico en donde viven, y es la fuente de oxígeno atmosférico disuelto. Además, es

    donde se van a diluir o absorber los residuos tóxicos. El hecho de que todas estas

    funciones estén atribuidas a un mismo medio hace que se limite el número de individuos

    que pueden permanecer en esas condiciones.

    Cultivo intensivo

    La necesidad de obtener una mayor producción, en un espacio y tiempo limitados,

    da lugar a este tipo de cultivo, que se caracteriza por un aumento de la densidad de peces en

    el medio. Esto supone un aporte de nutrientes adicional, en forma de dieta, así como una

    aireación suplementaria y una mayor absorción y acumulación de tóxicos en el agua. Así,

    por ejemplo, en el caso de la carpa (Cyprinus carpio), se ha conseguido pasar de cultivos

    extensivos de 200 Kg/Ha a 2 x106 Kg/ Ha.

    Este tipo de cultivo trae consigo una serie de ventajas: el agua sólo actúa como

    espacio de vida, el aporte de comida es controlable e incluso se puede automatizar, se

    establece un flujo de renovación de agua que aporta oxígeno y elimina residuos, el espacio

  • II.- Revisión Bibliográfica

    10

    físico requerido se reduce y, en general, existe un mayor control sobre el cultivo y sus

    condiciones.

    Por otro lado, existen una serie de inconvenientes: un incremento en los costes de

    mantenimiento, una influencia más acusada de las condiciones de cultivo sobre los

    resultados finales en cuanto a producción y calidad, una mayor incidencia y propagación de

    enfermedades y una necesidad de evitar o minimizar todas aquellas alteraciones

    fisiológicas asociadas a altas densidades de cultivo.

    Es bien sabido (García-Rejón y Morales, 1989b; Pickering, 1992; Wendelaar-

    Bonga, 1997) que, en la práctica de la acuicultura existen una serie de factores relacionados

    con las condiciones de mantenimiento que pueden afectar negativamente a la producción.

    Los peces, al igual que el resto de los seres vivos, poseen mecanismos para hacer frente a

    condiciones adversas, produciéndose respuestas encaminadas a contrarrestar los efectos

    negativos derivados de aquellas. Por tanto, podríamos definir como agente estresante a

    todo aquel que genera una respuesta en el pez, encaminada a mantener la homeostasis

    frente a un estímulo externo que causa una alteración en su equilibrio interno. En algunos

    casos este propósito se consigue, pero otras veces, las condiciones adversas superan la

    capacidad de respuesta del pez, lo que puede repercutir en el desarrollo del animal. Por

    tanto, los límites que determinan si un animal se encuentra en estado de estrés son algo

    amplios, ya que debemos considerar que una cosa es la respuesta dirigida al

    restablecimiento del equilibrio y otra son los efectos negativos ocasionados en el pez

    cuando el equilibrio no se alcanza. En ambos casos hay una respuesta, pero las

    consecuencias son muy diferentes.

    La gravedad de los efectos de la respuesta de estrés va a depender de la intensidad

    con que actúe el agente estresante, así como del tiempo de actuación y permanencia de éste.

    Esto último es lo que nos permite hacer una distinción entre estrés agudo y crónico,

    pudiendo desembocar este último en una adaptación del organismo, pero con el

    inconveniente de tener que destinar, de manera prolongada, parte de los recursos

    energéticos a hacer frente a una determinada situación adversa.

  • II.- Revisión Bibliográfica

    11

    Por último, el impacto del agente estresante no sólo va a depender de su intensidad

    y duración sino también del estado (nutricional, de desarrollo, etc.) en que se encuentre el

    animal (Wedemeyer, 1996, Wendelaar-Bonga, 1997). Este aspecto es de gran importancia

    ya que, en determinadas situaciones de estrés, podría generarse un desequilibrio de los

    sistemas antioxidantes, conduciendo, en algunos casos, a una situación de estrés oxidativo

    (Tort et al., 1996) que estaría muy influenciada por la composición de la dieta (Jackson,

    1994). Todo esto, unido a una posible existencia de un componente genético en la

    capacidad de respuesta del pez para enfrentarse a situaciones adversas (Fevolden et al.,

    2002; Pottinger y Carrick, 1999b), trae consigo la aparición de líneas de investigación

    encaminadas a la búsqueda de estrategias que eviten o minimicen aquellos factores que

    puedan afectar a la producción y calidad de los peces.

    2. AGENTES ESTRESANTES ASOCIADOS AL CULTIVO

    INTENSIVO

    El hecho de que estos animales se encuentren en un medio acuático va a ser un

    condicionante básico a la hora de determinar aquellos factores que pueden repercutir

    negativamente en su desarrollo.

    Básicamente, podríamos clasificar aquellos factores que pueden generar una

    respuesta de estrés en tres grupos:

    Cambios ambientales

    En general, todos aquellos que se refieren al estado y calidad del agua del cultivo:

    temperatura, turbidez, salinidad, concentración de oxígeno, pH, presencia de compuestos

    tóxicos (cuyos títulos pueden variar según las condiciones físicas y químicas del agua) y

    compuestos químicos (teniendo en cuenta que sus límites nocivos pueden variar según el

    tipo, tamaño y estado del pez).

  • II.- Revisión Bibliográfica

    12

    Interacciones animales

    Predación, parásitos, competencia por el espacio, comida o pareja sexual. Se ha

    comprobado que, al compartir un mismo espacio varios peces, al inicio existen

    comportamientos realmente agresivos en la búsqueda de la dominancia del territorio, hasta

    que se establecen las jerarquías; después, las interacciones sociales suelen ser menos

    intensas, los conflictos suelen ser menores y existe una relación relativamente estable ente

    dominante y dominado. Como consecuencia de esto, se ha observado una disminución de

    crecimiento en los peces dominados que puede ser la consecuencia de un aumento del gasto

    calórico al estar sometidos a estrés crónico, un menor acceso a la comida o una anorexia

    provocada por el estado de estrés (Wedemeyer, 1997).

    Interacciones humanas

    Entre ellas, destacan las propias de la práctica en acuicultura (manipulación,

    transporte, densidad de cultivo, tratamientos preventivos, etc.).

    2.1. DENSIDAD DE PECES

    Si tenemos en cuenta que el sistema actual de producción en acuicultura es el

    cultivo intensivo, estaremos situando la densidad de peces como uno de los agentes

    causantes de estrés crónico que pueden influir, de manera importante, en la producción.

    En el cultivo intensivo existe una tendencia dirigida a conseguir una mayor

    producción en el menor espacio y tiempo posibles, pero la moneda que habrá que pagar a

    cambio (Wedemeyer, 1997) es una "flujo-dependencia" en estos medios de cultivo con el

    fin de mantener un buen nivel de renovación del agua donde se encuentran los animales. La

    biomasa que un flujo de agua determinado puede soportar va a estar limitada por la

    actividad metabólica de los peces, que determinará el consumo de oxígeno y la producción

    de deshechos. Un flujo apropiado impedirá que la concentración de oxígeno descienda

  • II.- Revisión Bibliográfica

    13

    hasta niveles mortales y que los productos de deshecho excretados aumenten hasta títulos

    tóxicos. Con relación a esto, Westers (1984) propone un índice (R), que refleja el recambio

    de agua producido en una hora (volumen/tiempo). Se ha comprobado que si este índice

    presenta valores altos, se puede mantener una densidad de cultivo alta cubriéndose las

    necesidades de oxígeno y dilución de metabolitos.

    Un segundo factor a tener en cuenta sería la falta de espacio necesario para un buen

    desarrollo de los individuos. Es bien sabido el establecimiento de relaciones de dominancia

    entre individuos cuando existen limitaciones en cuanto a espacio y disponibilidad de

    alimento. A este respecto es interesante destacar el problema de erosión de las aletas, así

    como el aumento de la probabilidad de contagio horizontal de patógenos, al haber mayor

    posibilidad de contacto entre los animales.

    A todo esto hay que añadir la necesidad de un aporte externo de nutrientes para

    poder mantener una carga elevada de peces, con lo que se deben tener en cuenta los

    posibles restos de dieta no consumidos que pueden actuar también como contaminantes,

    produciéndose un descenso del oxígeno y un aumento de dióxido de carbono y amonio

    como consecuencia de su descomposición.

    Por otro lado, también existen diferencias interespecíficas en cuanto a las

    necesidades de oxígeno, habiéndose encontrado que son mayores en trucha arco iris que en

    otras especies como el salmón real (Oncorhynchus tshawytscha) o Atlántico (Salmo salar)

    o; sin embargo, se ha encontrado que las primeras presentan mayor capacidad de resistencia

    a situaciones de alta densidad. Esto puede deberse a que existe cierto grado de

    domesticación adquirido que hace que la trucha se vea menos afectada por los factores

    comportamentales, así como una mayor tolerancia fisiológica a las condiciones de altas

    densidades de cultivo. No obstante, es interesante destacar el resultado obtenido en

    experimentos con trucha arco iris, donde la suplementación de oxígeno, hasta condiciones

    hiperóxicas, daba lugar a unos efectos estresantes similares a los producidos por la hipoxia

    (Caldwell y Hinshaw, 1994).

  • II.- Revisión Bibliográfica

    14

    En resumen, podríamos entender el efecto negativo de la densidad de cultivo,

    asociado a la acuicultura intensiva, desde dos puntos de vista:

    Desde un punto de vista metabólico: el hecho de tener que hacer frente a un mayor

    consumo de oxígeno, eliminación de excretas (CO2, NH3) así como de aquellos restos de

    dieta administrada no consumidos, hace que sea necesario un incremento en la capacidad

    de renovación del agua en la que se encuentran los animales. En este caso las unidades de

    expresión más correctas para este parámetro serían peso/ flujo.

    Desde un punto de vista comportamental: en donde se tiene en cuenta la idea del

    espacio y los efectos del establecimiento de jerarquías así como de las competencias

    provocadas por un exceso de individuos. En este caso las unidades serían peso/ unidad de

    volumen.

    Desde ambas perspectivas, destacaríamos como principal causa de estrés la primera,

    estando el establecimiento de jerarquías en un segundo plano (Wedemeyer, 1997).

    Una actuación dirigida a controlar aquellos factores que puedan resultar

    determinantes a la hora de interferir en la buena marcha del cultivo, podría contribuir a una

    mejora en los resultados. A este respecto, es bien sabido el papel de la densidad de cultivo

    como principal agente estresante asociado a la acuicultura (Wedemeyer, 1996).

    Para poder desarrollar una línea de investigación efectiva (Pickering, 1992) es

    fundamental conocer las distintas etapas que se producen en la respuesta de estrés, ya que

    ésta va a suponer una movilización integrada a diferentes niveles del organismo. De esta

    forma, podrían llegar a establecerse aquellos puntos clave para poner de manifiesto el

    estado de estrés y que permitan modificar o reconducir sus consecuencias, con el fin de

    mejorar los resultados de producción del cultivo.

  • II.- Revisión Bibliográfica

    15

    3. ETAPAS DE LA RESPUESTA DE ESTRÉS

    El concepto de estrés es muy amplio, ya que abarcaría un estado concreto en los

    seres vivos, encaminado a hacer frente a situaciones adversas (García-Rejón y Morales,

    1989a; Pickering, 1992; Wedemeyer, 1996). Por esto, parece lógico pensar que, utilizando

    un enfoque darwiniano, se pueda entender como un proceso de selección natural con fines

    evolutivos. Siguiendo esta idea, sólo permanecerían aquellos individuos con una mayor

    capacidad de respuesta a alteraciones externas.

    Los efectos de los agentes estresantes se pueden clasificar como directos,

    caracterizados por variaciones a nivel hormonal, fisiológico, metabólico y celular,

    generándose, como consecuencia de éstos, unos efectos indirectos que afectarían a la

    población o comunidad de la especie, alterando las relaciones tróficas del sistema. Así,

    podemos entender que el estrés viene dado como una respuesta adaptativa (capacidad para

    poder responder a situaciones adversas) y una respuesta maladaptativa, cuando los

    mecanismos se fuerzan más allá de sus límites en detrimento de la salud (Barton e Iwama,

    1991). Como ya se comentó previamente, cuando el agente estresante actúa durante un

    corto período de tiempo (minutos, horas) estaremos hablando de estrés agudo. Por el

    contrario, si el agente actúa durante varias horas, días e incluso semanas hablaremos de

    estrés crónico (Pickering, 1992). A este respecto, se podría establecer una relación directa

    entre la duración del agente estresante y el paso de una respuesta adaptativa a

    maladaptativa (Pickering, 1989; Pickering y Pottinger, 1989).

  • II.- Revisión Bibliográfica

    16

    Figura II.1.- Efectos generales de la respuesta de estrés (Barton e Iwama, 1991)

    AGENTE ESTRESANTE (manipulación, densidad de cultivo, contaminantes, etc.)

    RESPUESTA DE ESTRÉS

    ADAPTATIVAS

    ↑ Cortisol plasmático

    ↑ Catecolaminas plasmáticas

    ↑ Flujo sanguíneo en branquias

    ↑ Glucosa plasmática

    ↑ Actividad muscular

    MALADAPTATIVAS

    ↑ Flujo iones/agua

    ↑ Acidosis metabólica

    ↓ Linfocitos circulantes

    ↓ Inmunocompetencia

    ↓ Capacidad reproductora

    ↓ Capacidad para el crecimiento

  • II.- Revisión Bibliográfica

    17

    De una forma más esquemática, Selye (1973) define el estado de estrés como una

    respuesta inespecífica dividida en tres fases: primero hay una señal de alarma, como un

    efecto inicial al estímulo, que se sigue de un estado de respuesta, en el que el organismo

    intenta mantener el equilibrio interno, llegándose, por último, al estado de exhaustividad,

    si la respuesta no es del todo eficiente y el organismo es incapaz de hacer frente al agente

    estresante, pudiendo desembocar en alguna patología e incluso la muerte. A estas tres fases,

    que se van a dar de forma general, como respuesta ante una alteración externa, Selye las

    definió como GAS o Síndrome de Adaptación General.

    Wedemeyer (1996) concreta la fase de respuesta en tres niveles de actuación:

    - Respuesta primaria: En la que se producen una serie de cambios endocrinos,

    como consecuencia de la actuación de los centros cerebrales, que culminará en la liberación

    masiva de catecolaminas y corticoides, hormonas asociadas a la respuesta de estrés.

    - Respuesta secundaria: En donde se dan los cambios producidos como

    consecuencia de la liberación hormonal. Estos cambios ocurren a nivel fisiológico,

    metabólico y tisular, incluyendo, entre otros efectos, un aumento del ritmo cardíaco, una

    movilización de los substratos energéticos y alteraciones del equilibrio hidromineral.

    - Respuesta terciaria: Se produce como consecuencia de las dos respuestas

    anteriores, dando lugar a una disminución en el crecimiento y la resistencia a

    enfermedades, así como alteraciones en la capacidad reproductora. También se verá

    afectada la capacidad para hacer frente a otras situaciones estresantes adicionales

    (Wedemeyer, 1996; Wendelaar-Bonga, 1997).

    - Por último, podemos considerar una respuesta cuaternaria, si ampliamos el nivel

    de afectación hasta estratos superiores. La alteración de una población de peces puede

    afectar negativamente al ecosistema, mediante una alteración del flujo energético en la

    cadena trófica del ecosistema donde se encuentre esa población.

  • II.- Revisión Bibliográfica

    18

    3.1. RESPUESTA PRIMARIA

    En la respuesta ante un agente estresante, los cambios producidos a nivel

    neuroendocrino van a ser imprescindibles para que se pueda llevar a cabo la cascada de

    acontecimientos fisiológicos y metabólicos, encaminada a proporcionar los substratos

    energéticos necesarios para hacer frente a las situaciones adversas (van der Boon, 1991;

    Pickering, 1992, 1993a; Wendelaar-Bonga, 1997).

    La reacción generalizada y común, en situaciones de estrés, viene dada por una

    liberación de catecolaminas y corticoides, de tal forma que el incremento de estas

    hormonas generalmente se asocia a estados de estrés en el animal. Autores como Munck

    (1984) explican esta secreción de corticoides como un medio de protección del pez frente a

    sus propios mecanismos de defensa, contrarrestándolos.

    3.1.1. Papel de las catecolaminas

    La primera respuesta y la más rápida es la de catecolaminas: adrenalina,

    nor-adrenalina y dopamina, aunque esta última en menor grado. Su liberación se asocia a

    situaciones de estrés agudo severo y que está relacionada con alteraciones de tipo

    respiratorio como:

    - Hipoxia: Parece ser que el desencadenante de la liberación hormonal se debe a

    valores críticos de PO2, asociados a un descenso en la saturación de la

    hemoglobina (Hb)-02.

    - Acidosis: Un incremento de la tasa respiratoria va a generar un aumento de CO2

    que produce una bajada del pH plasmático dando lugar a una disminución de la

    afinidad de la Hb-O2 (efecto Root–Bohr).

  • II.- Revisión Bibliográfica

    19

    - Ejercicio exhaustivo y manipulación: Se produce un incremento de las

    necesidades de oxígeno y, tras el ejercicio, el lactato producido por un aumento

    del metabolismo anaerobio contribuye a la bajada del pH.

    - Aumento de Tª: Da lugar a una disminución del contenido de oxígeno del

    agua, también se produce un incremento en la tasa metabólica del animal así

    como un engrosamiento del epitelio de las branquias que dificulta el

    intercambio gaseoso (Reid et. al, 1998).

    Para tener en cuenta la acción de las catecolaminas se establecen dos vías de

    estudio:

    1) Una vía AFERENTE, en la que se estudian las rutas y procesos de secreción de

    las hormonas.

    A este respecto, se puede establecer que la secreción de catecolaminas en teleósteos

    se realiza en el tejido cromafín, cuyas células se encuentran principalmente dispersas o

    formando grupos en las paredes de la vena cardinal posterior, así como en la parte anterior

    o cabeza del riñón asociadas al tejido linfoide (Hathaway y Epple, 1989; Pickering, 1993a;

    Reid et. al, 1994). Las hormonas se encuentran almacenadas en una serie de gránulos

    celulares que presentan diferencias de densidad en función del tipo de hormona almacenada

    (Reid et al. 1998).

    El tejido cromafín se encuentra inervado por fibras nerviosas simpáticas

    preganglionares. Por medio de neurotransmisores de los centros nerviosos se activa el eje

    simpático-tejido cromafín. La secreción de estas hormonas es rápida, ya que existe una

    reserva en este tejido con el fin de permitir que la respuesta sea inmediata, aunque se ha

    visto que los niveles de hormona en estos tejidos no decrecen, lo que parece indicar una

    síntesis hormonal para compensar la cantidad liberada (Reid et al., 1994). Esta secreción se

    asocia a una activación de fibras colinérgicas, que se traducirá en una activación de la

    maquinaria enzimática de síntesis, así como de la secreción hormonal. En cuanto a esto

  • II.- Revisión Bibliográfica

    20

    último, parece que los receptores adrenérgicos nicotínicos del tejido cromafín juegan un

    papel realmente importante, ya que se generará una apertura de los canales de calcio de

    membrana produciéndose un incremento de su concentración celular, que desembocará en

    la secreción de catecolaminas (Furimsky et al., 1997).

    Por otro lado, se ha puesto de manifiesto la existencia de otras vías de activación

    no colinérgicas, realizándose experimentos en los que se observó que cuando las fibras que

    inervan el tejido cromafín se seccionaban, no se evitaba totalmente la secreción de

    catecolaminas (Perry et al., 1991). Esta activación no colinérgica puede estar mediada por

    agentes no humorales (↑ K+, ↑ acidosis, ↓ oxígeno) los cuales, en algunos casos, también

    pueden estar implicados en la activación colinérgica, o bien por agentes humorales (Reid et

    al., 1998; Perry y Bernier, 1999), entre los que se encuentran:

    - Serotonina, cuya presencia se ha detectado en el tejido cromafín.

    - Angiotensina II, para la cual existen receptores en las células del tejido

    cromafín.

    - Péptidos natriuréticos, opiáceos, etc., en determinadas especies se han

    encontrado asociados al tejido cromafín.

    - ACTH, hormona asociada a situaciones de estrés de la que también se han

    encontrado receptores en el tejido cromafín.

    - Cortisol, generalmente su activación es colinérgica aunque también hay

    indicios de que puede sensibilizar al tejido cromafín frente a determinados

    activadores de secreción no colinérgicos.

    - Catecolaminas, en algunas especies se ha encontrado un efecto activador de su

    propia secreción.

  • II.- Revisión Bibliográfica

    21

    Los niveles de catecolaminas en reposo se pueden conocer mediante muestras

    sanguíneas de peces canulados y, generalmente, son inferiores a 5 nM. Ante un estrés

    agudo se produce un rápido aumento de los niveles de estas hormonas, que pueden llegar a

    alcanzar títulos superiores 100 nM en un plazo de 1-3 minutos, aunque estos elevados

    niveles desaparecen rápidamente, lo que pone de manifiesto el poco tiempo de actuación de

    las catecolaminas. Si el estrés es crónico, los niveles de catecolaminas pueden mantenerse

    durante horas e incluso días. Una forma de compensar los altos niveles de catecolaminas en

    sangre es mediante la modulación de sus receptores en las células diana. También se ha

    observado una disminución de la capacidad de respuesta del tejido cromafín (síntesis de

    catecolaminas) a estimulaciones colinérgicas, después de un prolongado estrés físico (Reid

    et al., 1994; Wendelaar-Bonga, 1997).

    2) Con respecto a la actuación de la vía EFERENTE, en líneas generales (este

    aspecto se tratará de forma más amplia en la respuesta secundaria al estrés), se puede

    concretar que la secreción de catecolaminas trae asociada una serie de efectos:

    - Mayor aporte de oxígeno mediante un aumento de la presión sanguínea y ritmo

    cardíaco y, especialmente en las branquias, una mayor vascularización asociada a un

    aumento de la superficie de intercambio gaseoso. También se produce una mejora de la

    capacidad de transporte de oxígeno en sangre, incrementando los niveles plasmáticos de

    glóbulos rojos y la afinidad Hb-O2.

    -Activación de rutas glucogenolíticas, gluconeogénicas, así como de movilización

    lipídica, con fines energéticos (Perry y Reid, 1993; Pickering, 1993a).

    3.1.2. Papel de los corticoides Se ha comprobado que hay una relación más o menos clara entre la respuesta de

    estrés y el aumento de los niveles de cortisol plasmático (Pickering 1992, 1993a; Sumpter,

    1997; Ruane y Komen, 2003) observándose, incluso, una relación cuantitativa entre la

    intensidad del estímulo y el grado de aumento de cortisol (Flos et al., 1988; Spotte y

  • II.- Revisión Bibliográfica

    22

    Anderson, 1989; Foo y Lamb, 1993b; Vazzana et al., 2002). Por otro lado, diversos autores

    han puesto de manifiesto casos en los que una situación de estrés no está asociada a un

    aumento de esta hormona; Vijayan et al. (1990) no observaron ningún efecto de una alta

    densidad de cultivo, durante 30 días, sobre los niveles de cortisol plasmático. Ocurre algo

    similar al administrar determinados niveles estresantes de Cd (Schreck y Lorz, 1978),

    pesticidas como endrinas (Grant y Mehrle, 1973), o ante infecciones por ciertos parásitos

    sanguíneos (Laydley et al., 1988). A este respecto Ruane y Komen (2003) proponen que la

    medida de cortisol en el agua donde se encuentran los animales puede ser de gran utilidad a

    la hora de evaluar la respuesta de estrés a altas densidades de cultivo. Esto podría explicar

    situaciones de estrés en las que no se observa un incremento de cortisol debido a que parte

    de este podría haber sido excretado vía branquias, heces u orina al medio acuático.

    Por otro lado, existen otros corticoesteroides como la cortisona, con una velocidad

    de incremento en situaciones de estrés superior al cortisol (Pottinger y Moran, 1993),

    alcanzándose títulos de 100-200 ng/ml en plazos de 10-20 minutos.

    Al igual que se observó para las catecolaminas, en la acción de los corticoides

    se establecen dos vías de estudio:

    1) Vía AFERENTE

    La secreción de cortisol es más lenta que la de las catecolaminas ya que, a

    diferencia de éstas, no se encuentra almacenado y su síntesis tiene que ir precedida de una

    cascada hormonal que desembocará en su secreción.

    La liberación del cortisol está mediada por la activación del eje hipotálamo-

    hipófisis-tejido interrenal (HHI) (Pickering 1992, 1993a). Este tejido se encuentra

    distribuido a lo largo del riñón de una forma difusa, sin formar ningún órgano determinado.

    El eje HHI en salmónidos se activa en respuesta a la mayoría de agentes estresantes

    (contaminantes, acidificantes, hipoxia, cambios de salinidad, interacción social, predación,

    manipulación en acuicultura). De hecho, ya en larvas de algunos teleósteos, se observó un

  • II.- Revisión Bibliográfica

    23

    incremento de los niveles de cortisol tras la eclosión, lo que sugiere una activación del eje

    HHI en estadíos de desarrollo muy tempranos (Sampath-Kumar et al. 1997). Asimismo, en

    doradas (Sparus aurata), se ha puesto de manifiesto una activación de este eje en

    situaciones de alta densidad de cultivo (Rotllant et al., 2000).

    La secuencia parte de una serie de neutrotransmisores cerebrales que promueven la

    liberación de la CRH (hormona liberadora de corticotropina) por parte de las neuronas que

    se encuentran en la zona del hipotálamo. Este neuropéptido es transportado por los axones

    desde el hipotálamo a la hipófisis anterior, donde se encargará de activar la producción de

    ACTH (hormona adrenocorticotrópica), de la que claramente se sabe que es la responsable

    de la síntesis y liberación de cortisol en el tejido interrenal (van der Boon et al., 1991;

    Sumpter, 1997; Belanger et al., 2001). La relación entre el estrés y la activación del eje

    HHI se puso de manifiesto tras observar que tres minutos de estrés agudo daban lugar a una

    rápida liberación de ACTH, alcanzándose un pico en los niveles plasmáticos de esta

    hormona en tan solo cinco minutos (Sumpter et al., 1986). Si el estrés persiste, estos

    niveles de ACTH pueden disminuir a títulos basales (Balm y Pottinguer, 1995), como

    mecanismo regulador, para evitar una elevación de los niveles del cortisol, mediante una

    bajada de actividad de las células hipofisiarias productoras de ACTH.

    Los niveles basales de cortisol pueden variar dentro de unos límites (en función de

    la época, estado de maduración, etc.), y se considera que en un pez no estresado deben de

    ser inferiores a 5 ng/ml, pudiendo alcanzar valores de hasta 200 ng/ml en salmónidos

    sometidos a situaciones de estrés crónico (Pickering y Pottinguer, 1989). En el caso del

    estrés agudo, por manipulación, confinamiento a corto plazo, etc., los niveles de cortisol se

    pueden elevar por unas pocas horas; sin embargo, cuando la trucha se somete a un estrés

    crónico o estrés agudo repetido, la elevación de los niveles de cortisol puede permanecer

    durante días o incluso semanas, sufriendo después un descenso a títulos basales,

    posiblemente debido a mecanismos de aclimatación (Pickering y Pottinger, 1989). Esto

    explicaría los resultados obtenidos en experimentos en los que se demuestra que la

    respuesta en la secreción de cortisol depende de la intensidad y duración del estímulo. Si es

    agudo se produce un aumento rápido que se estabiliza a las pocas horas y si es crónico el

  • II.- Revisión Bibliográfica

    24

    incremento se mantiene más tiempo aunque no de una forma tan acusada (Pottinger et al.,

    1995; Tort et al. 1996).

    2) Vía EFERENTE

    Los efectos derivados de la liberación de cortisol van a ir encaminados a producir

    una serie de cambios fisiológicos y metabólicos con el fin de combatir aquellos

    desequilibrios producidos en el animal ante una situación de estrés. Básicamente (se

    explicará de forma más detallada en la respuesta secundaria), su acción será

    complementaria a la de las catecolaminas, dando lugar a una serie de variaciones

    hematológicas con el fin de favorecer un mayor aporte de oxígeno, así como a cambios

    metabólicos encaminados a movilizar metabolitos que cubran un incremento de las

    necesidades energéticas asociado a situaciones de estrés (Barton e Iwama, 1991). Como ya

    veremos más adelante, un efecto continuado del cortisol a estos niveles, puede desembocar,

    a largo plazo, en una serie de problemas asociados al crecimiento, resistencia a

    enfermedades y calidad en la reproducción de los animales.

    La regulación de los efectos del cortisol se puede realizar sobre cuatro puntos de

    actuación:

    1) En el HHI

    Se ha comprobado que, en el eje HHI, existen una serie de hormonas que van a

    intervenir en la secreción del cortisol regulando la acción de la CRH y de la ACTH.

    La urotensina I presenta una estructura similar a la de la CRH, comprobandose que

    estimula la secreción de ACTH en la hipófisis (Tran et al., 1990). La producción de AVT

    (arginina vasotocina) a la altura del hipotálamo, se asoció en un principio al estrés

    ocasionado por cambios de aguas dulces a aguas marinas, pero hoy en día se considera que

    forma parte de la respuesta generalizada de estrés, activando la secreción de ACTH

    (Sumpter, 1997; Gilchriest et al., 2000).También parece existir cierta relación entre la

  • II.- Revisión Bibliográfica

    25

    vasopresina y la estimulación de la producción de ACTH (Fryer y Lederis, 1986). Quizás,

    como se ha demostrado en mamíferos, la secreción conjunta de vasopresina y CRH ejerza

    un efecto sinérgico en la estimulación de ACTH en los peces (Sumpter, 1997).

    Figura II.2.- El eje hipotálamo-hipófisis-interrenal y su interacción con otras hormonas. Las flechas

    continuas indican una acción estimuladora mientras que las líneas discontinuas acción inhibidora

    (Sumpter, 1997).

    Por otro lado, la hipófisis, además de ACTH, secreta β-endorfinas y α-MSH

    (melanotrofinas), que también potencian la síntesis de cortisol en el tejido interrenal

    actuando, asimismo, de forma sinérgica con la ACTH (Balm et al., 1995). Experimentos de

    estrés crónico por confinamiento en dorada han reflejado un incremento rápido de α-MSH

    HIPOTÁLAMO

    CRH

    HIPÓFISIS

    ACTH

    TEJIDO INTERRENAL

    CORTISOL

    AVTUrotensina IVasopresina

    ANFAngiotensina

    Urotensina I y II

    β -endorfinas α -MSH

    MCH

  • II.- Revisión Bibliográfica

    26

    asociado a un aumento gradual de β-endorfinas (Arends et al., 1999). También, recientes

    estudios han puesto de manifiesto un descenso de las reservas hipofisiarias de ACTH, β-

    endorfinas y α-MSH tras estrés por manipulación y confinamiento (Rotllant, et al., 2001).

    La angiotensina, urotensina I y II, y ANF (factor atrial natriurético) actuarían

    activando el tejido interrenal para aumentar la producción de cortisol (Wendelaar- Bonga,

    1997). En cuanto a la regulación de la MCH (hormona concentradora de melanina),

    secretada por la hipófisis, parece que tiene un papel depresor sobre el eje HHI, inhibiendo

    la síntesis de CRH y ACTH además de α-MSH (Green et al., 1992; Sumpter 1997). Green

    y Baker (1991) realizaron experimentos en los que tras situaciones de estrés por

    manipulación se producía un incremento en los niveles de MCH, lo que apoyaría la idea

    del efecto modulador de esta hormona sobre el eje HHI. Por último, se ha observado que el

    propio cortisol ejerce un efecto inhibidor de su secreción a nivel del hipotálamo, hipófisis y

    tejido interrenal (Sumpter, 1997).

    2) Regulación de los niveles plasmáticos de cortisol

    La persistencia de la actuación del agente estresante hace necesarios una serie de

    mecanismos de adaptación que eviten títulos tan altos de cortisol durante períodos de

    tiempo prolongados.

    Existen diversos experimentos, en los que se induce un estrés crónico por alta

    densidad de cultivo, que reflejan un descenso de los niveles de cortisol plasmático aún en

    permanencia de las condiciones estresantes (Pickering y Stewart, 1984; Vijayan y

    Leatherland, 1990; Vazzana et al., 2002). Así, Pickering y Pottinger (1987) observaron una

    aclimatación en los niveles de cortisol que, en el caso de la trucha común, se alcanzaba a

    los seis días, y en la trucha arco iris a los diez días. Asimismo, en experimentos con truchas

    (Pottinger et al., 1995), ciprínidos (Pottinger et al., 2000) y doradas (Arends et al., 1999)

    sometidas a estrés crónico por confinamiento, se produce un aumento de los niveles

    plasmáticos de cortisol que a las pocas horas se estabiliza. Situaciones de estrés agudo

    repetido pueden también dar lugar a una aclimatación en la secreción de cortisol. Así, en

  • II.- Revisión Bibliográfica

    27

    experimentos en los que el factor estresante era una disminución del volumen del tanque se

    observaron unos máximos de cortisol que volvían a valores iniciales en un plazo de 24 horas.

    Cuando se repetía dicha situación de estrés agudo cada cierto tiempo, llegaba un momento en

    que el incremento de cortisol se veía disminuido, alcanzando unos picos menores a los

    anteriores y con un período de recuperación más corto (Einarsdóttir y Nilssen, 1996).

    Esta respuesta generalizada podría deberse a una atrofia o aclimatación del tejido

    interrenal, ocasionado por una inhibición en la liberación de las hormonas que promueven

    su secreción en este tejido (Barton et al., 1987; Barton e Iwama, 1991; Rotllant et al.,

    2000). De esta manera, se observa que situaciones mantenidas de alta densidad de cultivo

    hacen que el animal estresado sea incapaz de responder a factores estresantes adicionales.

    Esto se pone de manifiesto con la administración in vitro de ACTH en células interrenales,

    observándose una activación de la secreción de cortisol más patente en las células de

    aquellos animales sometidos a baja densidad de cultivo. Parece ser que en los otros

    animales el tejido interrenal se inactiva o es incapaz de responder a factores estresantes

    adicionales (Vijayan y Leatherland, 1990). Barton et al. (1987) demostraron una atrofia del

    tejido interrenal debido a la ausencia de estimulación por ACTH, inhibida por la

    administración continuada de cortisol. Por otro lado, Pickering y Stewart (1984) discuten el

    descenso de cortisol proponiendo un posible incremento en la tasa de degradación de esta

    hormona como mecanismo adaptativo. Asimismo, Vijayan y Leatherland (1990)

    encontraron un incremento de la captación hepática de cortisol con fines degradativos.

    Otro recurso que se ha observado en embriones de salmónidos es la habilidad que

    presentan para inactivar o detoxificar el cortisol, con el fin de protegerse de los efectos

    adversos de esta potente hormona, desviando los productos de su catabolismo a la síntesis

    de otros compuestos como 11β-OHA (11beta-hidroxyandostenediona) (Khan et al., 1997).

    No sólo la etapa de desarrollo sino también el grado de maduración sexual va a

    influir en la capacidad de regulación de la síntesis de cortisol. Así, se ha visto que tras

    someter a truchas maduras e inmaduras a un período de confinamiento de 24 horas, los

    peces inmaduros presentaban picos de cortisol mayores. Parece ser que en los animales

  • II.- Revisión Bibliográfica

    28

    maduros existe un mayor control de la secreción de cortisol, modulada por el

    hipotálamo/hipófisis, que se refleja en títulos más bajos de ACTH (Pottinguer et al., 1995).

    3) Sensibilidad de tejidos diana

    La aclimatación al estrés crónico no sólo implica la reducción de los niveles de

    cortisol sino que también actúa sobre la capacidad de respuesta de los tejidos diana

    (Pickering, 1992). La activación del eje hipófisis-interrenal da lugar a importantes cambios

    en la naturaleza de los receptores de las células diana del cortisol. Los receptores no son

    estructuras estáticas, incluso muchos de sus parámetros, como afinidad, localización y

    turnover, pueden verse alterados (Sumpter, 1997).Parece ser que la presencia de la

    hormona puede actuar modificando algunos de estos parámetros e incluso en el proceso de

    trascripción del gen que codifica el receptor.

    Se ha puesto de manifiesto que el estrés crónico provoca un descenso significativo

    en la afinidad de los receptores de cortisol en salmónidos (Maule y Schreck, 1991;

    Trenzado et al., 2003). Pottinger (1990) demostró un descenso del 40% en la capacidad de

    unión del cortisol a receptores citosólicos hepáticos, tras 96 horas de confinamiento con

    respecto a peces control. Posteriores experimentos (Pottinger et al., 1994a) han puesto de

    manifiesto que el estrés crónico por confinamiento durante 14 días da lugar a un

    decremento del 60% en el número de receptores celulares hepáticos del cortisol. A esto

    hay que sumar un aparente descenso en la afinidad de dichos receptores por el cortisol. De

    esta manera, se consigue una disminución en la sensibilidad de las células diana frente al

    cortisol, con lo que se compensa el efecto continuado de la hormona en situaciones de

    estrés crónico. Según Pottinger et al. (2000), los elevados niveles de cortisol, presentes en

    ciertos ciprínidos (Leuciscus cefalus) en situaciones de reposo (50-100 ng/ml) y estrés

    crónico o agudo (1500 ng/ml), con respecto a los datos existentes en salmónidos como la

    trucha arco iris, revelaron que mientras la abundancia de receptores era similar en ambas

    especies, la afinidad era ocho veces inferior en el caso del ciprínido, lo que supone, en esta

    especie, una estrategia de alta resistencia a la acción de los corticoides.

  • II.- Revisión Bibliográfica

    29

    4) Proteínas reguladoras

    En el caso del cortisol se ha comprobado la existencia de mecanismos que evitan el

    efecto prolongado de esta hormona. Así, parte del cortisol secretado por el tejido interrenal

    se une de forma reversible a proteínas sanguíneas biológicamente inertes, de manera que se

    produce la inactivación de éste. Entre estas proteínas podríamos destacar la transcortina

    (glucoproteína) y, en el caso de que ésta se encuentre saturada, la albúmina. La cantidad

    de cortisol unido formando complejos es de un 30-55% de los niveles presentes. Este tipo

    de unión tiene también una función protectora que evita la metabolización e inactivación de

    esta hormona en el hígado (van der Boon et al., 1991).

    También se ha puesto de manifiesto, en situaciones de respuesta de estrés, la

    presencia de una serie de proteínas que, aunque no regulan directamente los efectos del

    cortisol, tienen como finalidad la protección y la restauración del tejido dañado así como el

    proporcionar a las células una mayor capacidad de defensa frente a los agentes estresantes.

    Entre estas proteínas se encuentran las metalotioneínas, que constituirían puntos de unión

    para quelar metales tóxicos. Tort et al. (1996) comprobaron, en trucha arco iris, que

    exposiciones a cadmio provocaban un aumento de los niveles de cortisol que iba asociado a

    un aumento de los niveles de metalotioneína. Dang et al. (2000) también observaron el

    efecto del cobre sobre el incremento de metalotioneínas en el epitelio branquial de trucha

    arco iris. Las ubiquitinas tendrían un papel mediador en la proteolisis no lisosomal de

    células estresadas. Se han encontrado efectos estimuladores del cortisol sobre la secreción

    de ubiquitinas así como de metalotioneínas en respuesta al estrés por confinamiento

    (Wendelaar-Bonga, 1997). Las HSP (proteínas de choque térmico), producidas ante

    cambios bruscos de Tª, tendrían una función de reparación y degradación de proteínas

    alteradas o desnaturalizadas bajo situaciones de estrés (Basu et al., 2002). La presencia de

    HSP también se ha asociado a otros tipos de estrés, como situaciones de dominancia entre

    especies (Kagawa et al., 1999). Con relación al cortisol, Basu et al. (2001) encontraron

    que, en situaciones de estrés físico asociado a incrementos de temperatura, esta hormona

    tenía un efecto supresor en la expresión de las HSP, observándose, en cambio, un

    incremento de éstas tras la liberación de catecolaminas (Basu et al., 2002). Recientes

  • II.- Revisión Bibliográfica

    30

    estudios (Basu et al., 2003) han puesto de manifiesto el papel de estás proteínas incrementando

    la funcionalidad de los receptores de glucocorticoides, mediante su unión a estos, con el fin de

    asegurar una mayor eficacia en la respuesta de estrés mediada por el cortisol.

    El hecho de que las HSP se asocien a una respuesta de estrés no implica

    necesariamente que su presencia sea indicativa de que el animal se encuentre estresado, ya

    que puede ocurrir que simplemente sea un mecanismo de defensa a nivel tisular o celular

    sin que el factor adverso alcance títulos tan altos como para promover una respuesta

    integrada frente al estrés (Wendelaar-Bonga, 1997).

    3.1.3. Interacción entre cortisol y catecolaminas

    La tendencia actual, en el estudio de la activación endocrina asociada a la respuesta

    de estrés, ha sido la de separar las dos vías que dan lugar a la síntesis de corticoides y

    catecolaminas, estudiándose de forma paralela. Esto puede llevar a pensar, de manera

    errónea, que ambas hormonas actúan por separado, sin conexión. La poca información que

    se tiene al respecto sugiere un importante grado de interacción entre ambas hormonas.

    Se ha visto que la liberación de catecolaminas da lugar a una activación del eje HHI

    en los receptores adrenérgicos en células del hipotálamo y de la hipófisis, que podría estar

    asociada, como ocurre en mamíferos, al aumento de CRH y ACTH (Sumpter, 1997), pero

    también se ha observado el efecto recíproco. Se sabe que el nivel de actuación de las

    catecolaminas es mediante α y β-adrenoreceptores con una serie de reacciones en cascada

    en la célula diana de catecolaminas en las que estaría implicado el AMP cíclico y el ión

    calcio entre otros (Fabri et al. 1998). Parece ser que el aumento de los niveles de cortisol,

    asociado al estrés crónico, va a dar lugar a una síntesis de β-adrenoreceptores en el

    citoplasma de las células diana (como los glóbulos rojos y hepatocitos) por medio de un

    aumento en su transcripción génica, y que dichos receptores, en situaciones de estrés

    agudo, pasarán a la superficie celular con el fin de incrementar la actividad de las

    catecolaminas. Por tanto, la elevación crónica del cortisol va a influir en la efectividad de la

    acción de las catecolaminas ante una situación de estrés agudo (Reid y Perry, 1991; Perry

  • II.- Revisión Bibliográfica

    31

    et al., 1993). Por otro lado, Dugan y Moon (1998) observaron que elevaciones crónicas de

    cortisol no daban lugar a alteraciones en los receptores adrenérgicos de células hepáticas.

    Sin embargo, según Jönsson et al. (1983), un incremento de cortisol tras situaciones de

    estrés también podría ejercer su acción acelerando la tasa de síntesis de catecolaminas. De

    esta manera, la acción conjunta de ambas hormonas iría encaminada a potenciar la

    respuesta de estrés con el fin de hacer frente al agente estresante en el menor tiempo

    posible y, de este modo, evitar las consecuencias negativas de un tiempo de actuación

    prolongado del mismo (Sumpter, 1997).

    3.1.4. Otras respuestas endocrinas asociadas al estrés

    La respuesta endocrina va a estar interconectada con otra serie de hormonas que

    también pueden verse afectadas por una situación de estrés.

    En el capítulo destinado a los efectos del estrés y del cortisol sobre el crecimiento

    (3.3.1.1), veremos su relación y consecuencias sobre determinadas hormonas que

    intervienen en la regulación de la síntesis tisular, como la hormona del crecimiento (GH),

    las hormonas tiroideas y los esteroides.

    Otras hormonas de la hipófisis que también están implicadas en la respuesta

    integrada de estrés son:

    La prolactina está asociada a la regulación de la permeabilidad del tegumento y

    relacionada con el control osmótico. En general, parece que sí existe una correlación entre

    los niveles de prolactina y los efectos del estrés, ya que se ha comprobado que, en

    situaciones de estrés agudo, el incremento de cortisol va unido a un aumento de pr